Technische encyclopedie

Winkler Prins (1975)

Gepubliceerd op 23-12-2024

DIGITAAL NET

betekenis & definitie

(Fr.: réseau numérique; Du.: digitales Netz; Eng.: digital network), het samenstel van digitale transmissie- en schakelmiddelen dat het telecommunicatienet vormt of kan vormen. In het huidige telefoonnet in Nederland en België wordt op de hogere netvlakken een meervoudig gebruik van transmissiemiddelen gemaakt door toepassing van frequency division multiplex (FDM).

Daar de huidige telefoonschakelsystemen alle gebaseerd zijn op space division multiplex (SDM; ruimteverdeelprincipe) moet vóór iedere centrale demodulatie van FDM naar de telefonieband plaatsvinden. De centrale schakelt de individuele gesprekken naar de gewenste uitgang; gesprekken die op dezelfde transmissieweg verder moeten kunnen daar gemoduleerd worden naar FDM.Een andere methode gebruikt time division multiplex (TDM; tijdverdeelprincipe). Het is mogelijk een in bandbreedte begrensd signaal vormgetrouw over te brengen door op regelmatige tijdafstanden steekproeven van het signaal over te zenden. Met snelle technieken is het mogelijk in de periode tussen twee bemonsteringen van één signaal, steekproeven van andere signalen onder te brengen.

Indien de signaalsteekproeven door analoog-digitaalomzetting gecodeerd worden tot getallen, spreekt men van pulscodemodulatie (PCM).

Enkele voordelen van digitale transmissie zijn: geringe storingsgevoeligheid, geen demping en eenvoudige pulsherstelling onderweg. Wanneer deze digitale informatie door te ontwerpen centrales direct verwerkt zal kunnen worden, wordt veel omzetapparatuur overbodig en wordt de signaalkwaliteit onafhankelijk van het aantal te doorlopen centrales. Indien in een net het transmissiesysteem zonder modulatie van de spraakbandsignalen overgaat in het schakelsysteem en omgekeerd, spreekt men van een geïntegreerd net.

De afb. geeft een indruk van de hoeveelheid apparatuur die bij de verschillende technieken nodig is; hierbij werd uitgegaan van een gestileerde abonnee-abonneeverbinding over twee lokale en twee verkeerscentrales, terwijl tussen de centrales modulatietechnieken worden toegepast. In de situatie a valt op dat door het tweedraadskarakter van de centrales, het aantal vorken (tweedraads-vierdraadsovergangen) aanzienlijk is. Door het niet volledig in balans zijn van vorken kunnen problemen ontstaan, bijv. echo en rondzingen als de rondgaande versterking te groot is. In b is te zien dat het toepassen van vierdraadsschakelende centrales het aantal vorken drastisch beperkt. Indien uiteindelijk de codec in het abonneetoestel wordt ingebouwd, zijn alle vorken uit de verbinding verdwenen (afb. e). De demping is dus 0 en alle echo-onderdrukkingsapparatuur is overbodig.

Het gebruik van deze dataverbinding behoeft overigens niet tot de telefonie beperkt te blijven; elke digitale bron kan in principe van dit net gebruik maken. Een complicatie is dat de datatransmissie een aantal standaardbitsnelheden kent en in de digitale telefonie met één standaardbitsnelheid geschakeld moet worden. Wanneer desondanks geschakelde datatransmissie en telefonie in één net verenigd zijn, spreekt men van dienstenintegratie.

De PCM-multiplex heeft een bemonsteringsfrequentie van 8 kHz, waarmee de periode gelijk is aan 125 s. In deze periode is het raster ondergebracht, verdeeld in 32 partjes (tijdsleuven). Hiervan zijn er 30 bestemd voor gecodeerde spraak, één voor het synchronisatiepatroon en één voor signaleringsdoeleinden. Per raster wordt de inhoud van 1 tijdsleuf (8 bits) gebruikt voor de signaleringsinformatie van twee spraakkanalen; voor 30 kanalen zijn dus 15 signaleringstijdsleuven (signaleringsmultiplex; multiraster) nodig. De digitale centrale moet de in de PCM-systemen getransporteerde telefoonkanalen schakelen zonder conversie naar analoog, waarbij men onderscheidt het onderbrengen in een andere PCM-multiplex (schakelen in ruimte) en/of in een andere tijdpositie (schakelen in tijd).

Fundamenteel voor ieder digitaal systeem is het kloksignaal. Bij een plesiochroon net zijn de klokfrequenties nagenoeg aan elkaar gelijk. Hierbij kan het voorkomen dat meer informatiebits de centrale binnenkomen dan er verwerkt kunnen worden, zodat op gezette tijden informatie overboord gezet (aangevuld) moet worden (slip). Bij woordslip wordt de correctie uitgevoerd in stapjes ter grootte van één tijdsleuf; bij rasterslip ter waarde van een geheel raster. Een wezenlijk onderdeel van de slipapparatuur is een geheugen (bij rasterslip aangeduid als rasterbuffer). Om slip te voorkomen kan men het net zo inrichten dat alle klokgeneratoren dezelfde frequentie hebben (homochroon net). In een deel der systemen wordt de uiteindelijke netfrequentie door alle klokken op ‘democratische’ wijze bepaald; in een ander deel is duidelijk een klok aan te wijzen die de toon aangeeft (meester-slaafsystemen).

Bij netsynchronisatiesystemen zijn vele varianten mogelijk, bijv. wanneer men de systemen onderscheidt naar wijze van regelen: continu met een analoog regelsignaal of discreet. De keuze van synchronisatiesysteem en kloknetstructuur wordt beïnvloed door overwegingen van zowel operationele als technische aard. Hoewel in een net met gesynchroniseerde klokken in principe geen slip optreedt, moeten toch maatregelen genomen worden om onderlinge faseafwijkingen (jitter) op te vangen. In de digitale transmissie kent men een hiërarchie van multiplexstructuren. Zo kan men een aantal systemen van de eerste orde stapelen tot een van de tweede orde. Indien de samenstellende bitstromen van verschillende bronnen afkomstig zijn, doet zich het probleem van de klokongelijkheid voor. Deze kan in een synchrone multiplex van de tweede orde in een plesiochroon net worden opgevangen door woord- of rasterslip.

Bij een asynchrone multiplex wordt de klokongelijkheid vereffend door toevoegen of weglaten van opvulbits (justificatie). Bij positieve justificatie geeft men de hogereordemultiplex een klokfrequentie die hoger is dan de som der klokfrequenties van de samenstellende bitstromen. Na het transmissietraject wordt de bitstroom uitgerafeld naar de samenstellende bitstromen, die zonder verlies of herhaling van informatie overkomen; door het justificatieproces treedt echter extra jitter op. In de structuur van de asynchrone multiplex moet een datapad voor het overbrengen van informatie ter justificatie voorzien worden.

< >